CN104394028B - 一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统 - Google Patents
一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104394028B CN104394028B CN201410614638.4A CN201410614638A CN104394028B CN 104394028 B CN104394028 B CN 104394028B CN 201410614638 A CN201410614638 A CN 201410614638A CN 104394028 B CN104394028 B CN 104394028B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- nfft
- test signal
- frequency
- baseband
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000004044 response Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 141
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 14
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
本发明涉及一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,产生数字基带测试信号；步骤2,将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号；步骤3,对模拟基带测试信号进行滤波、上变频和放大的模拟前端处理,并输入到被测试信道；步骤4,对从被测试信道接收到的模拟接收信号进行放大、下变频和滤波的模拟前端处理，形成模拟基带接收信号；步骤5,对模拟基带接收信号进行采样并转化为数字基带接收信号；步骤6,对数字基带接收信号进行分析计算，得到被测试信道的传输特性频率幅度响应特性。本发明能够解决在强噪声和弱信号条件下的物理层信道传输特性的测量分析难题，并且效率高，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统。
背景技术
在有些应用场景，通信线路的物理层信道传输特性非常复杂，信号衰减严重，噪声非常大，使物理层信道传输特性测量分析非常困难。例如在电力线通信领域，电力线信道对信号的衰减是色散的，信号频率越高，衰减越大。同时，由于受到电力线各种分支线路和插头的影响，信号传输还因反射而导致信号畸变。此外，电力线上各种不同衰减特性的开关导致物理层信道传输特性变得更复杂。电力线信道除了对信号传输的影响非常复杂外，电力线信道的噪声也非常复杂而且噪声强度很大。以上原因导致电力线通信网路各处的物理层信道传输特性差异极大，并且由于强噪声和弱信号的原因，对物理层信道传输特性的测量分析变得非常困难。
发明内容
本发明所要解决在通信线路的极低信噪比环境下对物理层信道传输特性进行测量分析的技术问题，提供一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,产生数字基带测试信号；
步骤2,将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号；
步骤3,对模拟基带测试信号进行滤波、上变频和放大的模拟前端处理,并输入到被测试信道；
步骤4,对从被测试信道接收到的模拟接收信号进行放大、下变频和滤波的模拟前端处理，形成模拟基带接收信号；
步骤5,对模拟基带接收信号进行采样并转化为数字基带接收信号；
步骤6,对数字基带接收信号进行分析计算，得到被测试信道的传输特性频率幅度响应特性。
步骤1具体包括：
步骤11，确定测试信号的循环周期N，FFT的点数即Nfft,数字基带测试信号的平均幅度Am和随机数字序列S0；
N＝ceil((F2-F1)/Wi/K)；其中ceil为向上取整函数,F1、F2为被测试信道的传输特性需要测量的频率范围，且F2＞F1；Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率；K为测试信号包含的单频信号的数量，且1≤K≤(F2-F1)/Wi；
Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数；
S0＝(s0,s1,…,sNfft-1),S0为取值为1或-1且长度为Nfft的随机数字序列；
Am根据步骤2中数模转换的位宽确定，即步骤2中将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号时，根据数模转换的位宽，会确定一个平均幅度Am；
步骤12,确定频域基带测试信号S1，频域基带测试信号具体表示为S1(i,j),其中i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次频域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示频域基带测试信号的第j个频率位置,当K*N≤j<Nfft时，S1(i,j)＝0，当0≤j<K*N时，如果jmodN＝imodN，则S1(i,j)＝sj，其中sj为步骤11中数字随机序列S0中位置为j时的取值,否则S1(i,j)＝0；
步骤13,根据频域基带测试信号S1产生时域基带测试信号S2，时域基带测试信号S2具体表示为S2(t,i,j)，其中t＝0,1,2,…,T-1，表示时域信号的第t次重复，i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次时域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示时域基带测试信号的第j个时域位置；S2(t,i,:)＝(Am*Nfft*K-0.5)*IFFT(S1(i,:))，即时域基带测试信号由频域基带测试信号通过IFFT变换得到并重复T次，其中S1(i,:)为S1(i,0)，S1(i,1)，S1(i,2)，…，S1(i,Nfft-1)的简化表示，S2(t,i,:)为S2(t,i,0)，S2(t,i,1)，S2(t,i,2)，…，S2(t,i,Nfft-1)的简化表示，S1(i,:)表示第i次产生的频域基带测试信号，其中S2(t,i,:)表示时域上第i次产生的时域基带测试信号的第t次重复。
所述步骤2中数模转换和步骤5中模数转换的采样频率均为Fs＝Nfft*Wi,其中Nfft为FFT的点数，且Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数，Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率。
所述步骤3中对模拟基带测试信号进行低通滤波。
所述步骤6具体包括：
步骤61，将P(n)、D(n)和C初始化，即P(n)＝0，n为满足0≤n<K*N的整数；D(n)＝0，n为满足0≤n<K*N的整数；C＝0，其中P(n)表示被测试信道传输特性的频率幅度响应特性，D(n)为一临时状态序列，N为测试信号的循环周期,N＝ceil((F2-F1)/Wi/K),ceil为向上取整函数,F1、F2为被测试信道的传输特性需要测量的频率范围，且F2＞F1,Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率,K为测试信号包含的单频信号的数量，且1≤K≤(F2-F1)/Wi；C为一临时计数器；
步骤62，初始化后对数字基带接收信号R1进行分段，分段后得到R2(i,j)，R2(i,j)＝R1(i*Nfft+j)，其中Nfft为FFT的点数，且Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数，i＝0，1，2，……，表示第i个时间分段；j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示分段里的第j个时间位置；
步骤63，对R2(i，：)进行快速傅立叶变换得到R3(i,：)，即R3(i,:)＝FFT(R2(i,:))，其中R2(i，：)为第i个时间分段上的数字基带接收信号，R2(i,:)为R2(i,0)，R2(i,1)，R2(i,2)，…，R2(i,Nfft-1)的简化表示，R3(i,:)为R3(i,0)，R3(i,1)，R3(i,2)，…，R3(i,Nfft-1)的简化表示；
步骤64，对R3(i,:)计算不同频率模式的信号能量E(i,n)＝|R3(i,n)|2+|R3(i,N+n)|2+|R3(i,2*N+n)|2+…+|R3(i,(K-1)*N+n)|2，其中n＝0，1，…，N-1，N＝ceil((F2-F1)/Wi/K)；其中ceil为向上取整函数，F1、F2为被测试信道的传输特性需要测量的频率范围，且F2＞F1；Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率；K为测试信号包含的单频信号的数量，且1≤K≤(F2-F1)/Wi；
步骤65，根据步骤64得到E(i,n)后求A(i)和B(i)，A(i)＝E(i,B(i))≥E(i,n)，0≤n<N且n≠B(i)，即A(i)和B(i)分别为E(i,n)的最大值及相对应的序号；如果有C＝0或B(i)≠B(i-1)，设置R4(n)＝abs(R3(i,n*N+B(i)))，0≤n<K，C＝1，其中abs()表示取绝对值；如果B(i)＝B(i-1)，则R4(n)＝R4(n)+abs(R3(i,n*N+B(i)))，0≤n<K，并更新C＝C+1；
步骤66，更新频率幅度响应特性，如果C＝L，其中L为检测门限，取值范围为1<L<T的整数,设置F为R4(0)、R4(1)、…、R4(K-1)的总和，如果F>D(B(i))，则D(B(i))＝F，P(n*N+B(i))＝R4(n)/L，0≤n<K，设置C＝0；
步骤67，结束分析处理，如果对于0≤n<N都有D(n)>0，或者R2(i,j)处理的块数远大于T×N，就可以结束处理，最后得到的P(n)，n＝0，1，2，…，K*N-1就是被测试信道的传输特性频率幅度响应特性。
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种测量通信物理层信道频率幅度响应的系统,其特征在于,包括测试信号基带产生模块、数模转换模块、滤波上变频和放大模块、被测试信道、放大下变频和滤波模块、模数转换模块和接收信号基带处理模块；
所述测试信号基带产生模块、所述数模转换模块和所述滤波上变频和放大模块用以完成测试信号的生成，并输入到所述被测试信道；
所述放大下变频和滤波模块、所述模数转换模块和所述接收信号基带处理模块用以接收被测试信道输出的测试信号，并完成对输出测试信号的分析计算。
所述测试信号基带产生模块用以产生数字基带测试信号。
所述数模转换模块用以将所述测试信号基带产生模块产生的数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号，所述滤波上变频和放大模块用以将所述数模转换模块转换成的模拟基带测试信号进行滤波、上变频和放大，并输入到所述被测试信道。
所述放大下变频和滤波模块用以对所述被测试信道接收到的模拟接收信号进行放大、下变频和滤波，所述模数转换模块用以将经过所述放大下变频和滤波模块放大、下变频和滤波后的模拟接收信号进行采样并转化为数字基带接收信号。
所述接收信号基带处理模块用以对经过所述模数转换模块转换后的数字基带接收信号进行分析计算。
本发明的有益效果是：本发明采用一种可以进行自动测量的方法和装置对通信物理层信道传输特性的频率幅度响应特性进行测量分析，能够解决在强噪声和弱信号条件下的物理层信道传输特性的测量分析难题，并且效率高，操作方便。
附图说明
图1为本发明所述一种测量通信物理层信道频率幅度响应方法流程图；
图2为本发明所述一种测量通信物理层信道频率幅度响应系统结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法,包括以下步骤:
步骤1,产生数字基带测试信号；
步骤2,将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号；
步骤3,对模拟基带测试信号进行滤波、上变频和放大的模拟前端处理,并输入到被测试信道；
步骤4,对从被测试信道接收到的模拟接收信号进行放大、下变频和滤波的模拟前端处理，形成模拟基带接收信号；
步骤5,对模拟基带接收信号进行采样并转化为数字基带接收信号；
步骤6,对数字基带接收信号进行分析计算，得到被测试信道的传输特性频率幅度响应特性。
假设测试信号每次包含K个单频信号，每个单频信号的持续时间为(T*(1/Wi))。
K的取值范围为1和((F2-F1)/Wi)之间的整数,即1≤K≤(F2-F1)/Wi。K取值越大(最大为小于或等于((F2-F1)/Wi)的最大整数)，则测量速度越快，但测量的灵敏度相对低一些，K取值越小(最小为1)，则测量速度越慢，但测量的灵敏度相对高一些，对强噪声弱信号环境相对有利。具体的取值可以根据实际环境尝试不同K的取值，观察测量效果，从而确定比较合适的值。
T为取值大于2的任意整数，(1/Wi)为测试信号的一个基本的持续时间，(T*(1/Wi))表示每个单频信号的持续时间为T个基本持续时间。实际中T取4～8即可。
测试信号的生成分以下三个步骤：
第一步产生数字基带测试信号，依次按照以下三步完成。
(1)首先确定测试信号的循环周期N，FFT点数Nfft，数字基带测试信号的平均幅度Am和随机数序列S0。N＝ceil((F2-F1)/Wi/K)，其中ceil为向上取整函数。FFT点数Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数。为了提高计算效率，最好还需要同时满足Nfft<4*K*N且Nfft为2的幂，即Nfft能够表示为Nfft＝2M(M为整数)的形式(例如，K＝8，N＝100，则Nfft取值为Nfft＝2048，2×K*N＝1600<Nfft＝2048<4×K*N＝3200,且2048可表示为2的幂，即2048＝211)。数字基带测试信号的平均幅度Am根据数模转换模块的位宽确定,即步骤2中将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号时，根据数模转换的位宽，确定一个合理的信号平均幅度Am，使得Am尽量大，但又不会导致信号失真,Am不会因为K值改变而改变，例如数模转换模块的数模转换位宽为12位，Am可以取值为512。随机数序列S0的长度为Nfft，且取值为1或-1，即S0＝(s0,s1,…,sNfft-1)。
(2)根据参数K，N，Nfft，S0产生频域基带测试信号S1，频域基带测试信号具体表示为S1(i,j)，其中i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次频域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示频域基带测试信号的第j个频率位置。当K*N≤j<Nfft时,S1(i,j)＝0。当0≤j<K*N时，如果jmodN＝imodN，S1(i,j)＝sj，其中sj为数字随机序列S0中位置为j时的取值,否则S1(i,j)＝0，mod为整数取模运算。(例如，K＝8，N＝100，i＝3，则S1(3,3)＝s3，S1(3,103)＝s103，…，S1(3,703)＝s703，S1(3,：)中的其它位置取值为0，因为3，103，…，703满足小于K*N＝800，且对100取模都等于3)。
(3)根据频域基带测试信号S1产生时域基带测试信号S2，时域基带测试信号S2具体表示为S2(t,i,j)，其中t＝0，1，2，…，T-1，表示时域基带信号的第t次重复，i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次时域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示时域基带测试信号的第j个时域位置。S2(t,i,:)＝(Am*Nfft*K-0.5)*IFFT(S1(i,:))，即时域基带测试信号由频域基带测试信号通过IFFT变换得到并重复T次，其中S1(i,:)为S1(i,0)，S1(i,1)，S1(i,2)，…，S1(i,Nfft-1)的简化表示，S2(t,i,:)为S2(t,i,0)，S2(t,i,1)，S2(t,i,2)，…，S2(t,i,Nfft-1)的简化表示，S1(i,:)表示第i次产生的频域基带测试信号，其中S2(t,i,:)表示时域上第i次产生的时域基带测试信号的第t次重复。这样在第i次产生的基带测试信号由K个单频信号组成，持续时间为T*1/Wi，频率分别为a*Wi，(a+N)*Wi，(a+2*N)*Wi，…，(a+(K-1)*N)*Wi，其中a＝imodN。
第二步将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号。数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号的采样频率为Fs＝Nfft*Wi。
第三步对模拟基带测试信号进行滤波、上变频和放大的模拟前端处理,并输入到被测试信道。对模拟基带测试信号进行低通滤波，滤波器带宽大于Wi×N，截止频率小于Wi×Nfft/2。上变频的参考频率为F1。变频后，S2(t,i,:)包含的频率分别为a*Wi，(a+N)*Wi，(a+2*N)*Wi，…，(a+(K-1)*N)*Wi的单频信号的频率变换为F1+a*Wi，(a+N)*Wi，F2+(a+2*N)*Wi，…，F1+(a+(K-1)*N)*Wi，其中a＝imodN。最后由滤波上变频和放大模块生成的测试信号输入到被测试信道。
被测试信道输出端的接收信号的处理分以下三个步骤：
第一步对从被测试信道接收到的模拟接收信号进行放大、下变频和滤波的模拟前端处理，形成模拟基带接收信号；下变频的参考频率为F1，使得将频率范围为F1～F2的信号变换为频率范围为0～F2-F1的模拟基带信号。对下变频后的模拟接收信号进行低通滤波，滤波器带宽大于Wi×N，截止频率小于Wi×Nfft/2。
第二步对模拟基带接收信号进行采样并转化为数字基带接收信号，采样频率为Fs＝Nfft*Wi。设模数转换后得到的数字基带接收信号为R1。
第三步对数字基带接收信号进行分析计算，得到被测试信道的传输特性频率幅度响应特性。依次按照以下七步完成。
(1)将P(n)、D(n)和C初始化。P(n)＝0，n为满足0<n<K*N的整数；D(n)＝0，n为满足0≤n<K*N的整数；C＝0。其中P(n)表示被测试信道传输特性的频率幅度响应特性，D(n)为一临时状态序列，C为一临时计数器。
(2)初始化后对数字基带接收信号R1分段。设分段后得到R2(i,j)，则有R2(i,j)＝R1(i*Nfft+j)，i＝0，1，2，……，表示第i个时间分段；j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示分段里的第j个时间位置。
(3)对R2(i，：)进行快速傅立叶变换得到R3(i,：)，即R3(i,:)＝FFT(R2(i,:))，其中R2(i，：)为第i个时间分段上的数字基带接收信号，R2(i,:)为R2(i,0)，R2(i,1)，R2(i,2)，…，R2(i,Nfft-1)的简化表示，R3(i,:)为R3(i,0)，R3(i,1)，R3(i,2)，…，R3(i,Nfft-1)的简化表示；
(4)对R3(i,:)计算不同频率模式的信号能量E(i,n)＝|R3(i,n)|2+|R3(i,N+n)|2+|R3(i,2*N+n)|2+…+|R3(i,(K-1)*N+n)|2，其中n＝0，1，…，N-1。
(5)根据不同频率模式的信号能量得到频率模式。得到E(i,n)后求A(i)和B(i)，使得A(i)＝E(i,B(i))≥E(i,n)，0≤n<N且n≠B(i)，即A(i)和B(i)分别为E(i,n)的最大值及相对应的序号。如果有C＝0或B(i)≠B(i-1)，设置R4(n)＝abs(R3(i,n*N+B(i)))，0≤n<K，C＝1，其中abs()表示取绝对值；如果B(i)＝B(i-1)，则进行这样的操作：R4(n)＝R4(n)+abs(R3(i,n*N+B(i)))，0≤n<K。更新C＝C+1。
(6)更新频率幅度响应特性。如果C＝L(L为检测门限，取值范围为1<L<T的整数，在处理开始前设定，L取值越小，测量过程进行得越快，但是测量结果的可靠性越低；L取值越大，测量过程进行得越慢，但是测量结果的可靠性越高。通常取取值为T的一半左右即可),设置F为R4(0)、R4(1)、…、R4(K-1)的总和，计算F＝R4(0)+R4(1)+…+R4(K-1)。如果F>D(B(i))，则进行这样的操作：D(B(i))＝F，P(n*N+B(i))＝R4(n)/L，0≤n<K，设置C＝0。
(7)结束分析处理。如果对于0≤n<N都有D(n)>0，或者R2(i,j)处理的块数远大于T×N，就可以结束处理，最后得到的P(n)，n＝0，1，2，…，K*N-1就是被测试信道的传输特性频率幅度响应特性。
F1至F2为需要的频率测试范围。频率分辨率Wi、单频个数K、基本持续时间数量T和检测门限L可以根据实际情况在测试过程中设置和改变，并可以观察改变这些值对测量过程和结果的影响。
如图2所示，一种测量通信物理层信道频率幅度响应的系统,其特征在于,包括测试信号基带产生模块、数模转换模块、滤波上变频和放大模块、被测试信道、放大下变频和滤波模块、模数转换模块和接收信号基带处理模块；
测试信号基带产生模块、数模转换模块和滤波上变频和放大模块用以完成测试信号的生成，并输入到所述被测试信道；
放大下变频和滤波模块、模数转换模块和接收信号基带处理模块用以接收被测试信道输出的测试信号，并完成对输出测试信号的分析计算。
测试信号基带产生模块用以产生数字基带测试信号。
数模转换模块用以将测试信号基带产生模块产生的数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号，滤波上变频和放大模块用以将数模转换模块转换成的模拟基带测试信号进行滤波、上变频和放大，并输入到所述被测试信道。
放大下变频和滤波模块用以对被测试信道接收到的模拟接收信号进行放大、下变频和滤波，模数转换模块用以将经过放大下变频和滤波模块放大、下变频和滤波后的模拟接收信号进行采样并转化为数字基带接收信号。
接收信号基带处理模块用以对经过模数转换模块转换后的数字基带接收信号进行分析计算。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,产生数字基带测试信号；
步骤2,将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号；
步骤3,对模拟基带测试信号进行滤波、上变频和放大的模拟前端处理,并输入到被测试信道；
步骤4,对从被测试信道接收到的模拟接收信号进行放大、下变频和滤波的模拟前端处理，形成模拟基带接收信号；
步骤5,对模拟基带接收信号进行采样并转化为数字基带接收信号；
步骤6,对数字基带接收信号进行分析计算，得到被测试信道的传输特性频率幅度响应特性；
其中，所述步骤1具体包括：
步骤11，确定测试信号的循环周期N，FFT的点数即Nfft,数字基带测试信号的平均幅度Am和随机数字序列S0；
N＝ceil((F2-F1)/Wi/K)；其中ceil为向上取整函数,F1、F2为被测试信道的传输特性需要测量的频率范围，且F2＞F1；Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率；K为测试信号包含的单频信号的数量，且1≤K≤(F2-F1)/Wi；
Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数；
S0＝(s0,s1,…,sNfft-1),S0为取值为1或-1且长度为Nfft的随机数字序列；
Am根据步骤2中数模转换的位宽确定，即步骤2中将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号时，根据数模转换的位宽，会确定一个平均幅度Am；
步骤12,确定频域基带测试信号S1，频域基带测试信号具体表示为S1(i,j),其中i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次频域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示频域基带测试信号的第j个频率位置,当K*N≤j<Nfft时，S1(i,j)＝0，当0≤j<K*N时，如果jmodN＝imodN，则S1(i,j)＝sj，其中sj为步骤11中数字随机序列S0中位置为j时的取值,否则S1(i,j)＝0；
步骤13,根据频域基带测试信号S1产生时域基带测试信号S2，时域基带测试信号S2具体表示为S2(t,i,j)，其中t＝0,1,2,…,T-1，表示时域信号的第t次重复，i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次时域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示时域基带测试信号的第j个时域位置；S2(t,i,:)＝(Am*Nfft*K-0.5)*IFFT(S1(i,:))，即时域基带测试信号由频域基带测试信号通过IFFT变换得到并重复T次，其中S1(i,:)为S1(i,0)，S1(i,1)，S1(i,2)，…，S1(i,Nfft-1)的简化表示，S2(t,i,:)为S2(t,i,0)，S2(t,i,1)，S2(t,i,2)，…，S2(t,i,Nfft-1)的简化表示，S1(i,:)表示第i次产生的频域基带测试信号，其中S2(t,i,:)表示时域上第i次产生的时域基带测试信号的第t次重复。
2.根据权利要求1所述的一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法,其特征在于,所述步骤2中数模转换和步骤5中模数转换的采样频率均为Fs＝Nfft*Wi,其中Nfft为FFT的点数，且Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数，Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率。
3.根据权利要求1所述的一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法,其特征在于,所述步骤3中对模拟基带测试信号进行低通滤波。
4.根据权利要求1所述的一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法,其特征在于,所述步骤6具体包括：
步骤61，将P(n)、D(n)和C初始化，即P(n)＝0，n为满足0≤n<K*N的整数；D(n)＝0，n为满足0≤n<K*N的整数；C＝0，其中P(n)表示被测试信道传输特性的频率幅度响应特性，D(n)为一临时状态序列，N为测试信号的循环周期,N＝ceil((F2-F1)/Wi/K),ceil为向上取整函数,F1、F2为被测试信道的传输特性需要测量的频率范围，且F2＞F1,Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率,K为测试信号包含的单频信号的数量，且1≤K≤(F2-F1)/Wi；C为一临时计数器；
步骤62，初始化后对数字基带接收信号R1进行分段，分段后得到R2(i,j)，R2(i,j)＝R1(i*Nfft+j)，其中Nfft为FFT的点数，且Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数，i＝0，1，2，……，表示第i个时间分段；j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示分段里的第j个时间位置；
步骤63，对R2(i，：)进行快速傅立叶变换得到R3(i,：)，即R3(i,:)＝FFT(R2(i,:))，其中R2(i，：)为第i个时间分段上的数字基带接收信号，R2(i,:)为R2(i,0)，R2(i,1)，R2(i,2)，…，R2(i,Nfft-1)的简化表示，R3(i,:)为R3(i,0)，R3(i,1)，R3(i,2)，…，R3(i,Nfft-1)的简化表示；
步骤64，对R3(i,:)计算不同频率模式的信号能量E(i,n)＝|R3(i,n)|2+|R3(i,N+n)|2+|R3(i,2*N+n)|2+…+|R3(i,(K-1)*N+n)|2，其中n＝0，1，…，N-1，N＝ceil((F2-F1)/Wi/K)；其中ceil为向上取整函数，F1、F2为被测试信道的传输特性需要测量的频率范围，且F2＞F1；Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率；K为测试信号包含的单频信号的数量，且1≤K≤(F2-F1)/Wi；
步骤65，根据步骤64得到E(i,n)后求A(i)和B(i)，A(i)＝E(i,B(i))≥E(i,n)，0≤n<N且n≠B(i)，即A(i)和B(i)分别为E(i,n)的最大值及相对应的序号；如果有C＝0或B(i)≠B(i-1)，设置R4(n)＝abs(R3(i,n*N+B(i)))，0≤n<K，C＝1，其中abs()表示取绝对值；如果B(i)＝B(i-1)，则R4(n)＝R4(n)+abs(R3(i,n*N+B(i)))，0≤n<K，并更新C＝C+1；
步骤66，更新频率幅度响应特性，如果C＝L，其中L为检测门限，取值范围为1<L<T的整数,设置F为R4(0)、R4(1)、…、R4(K-1)的总和，如果F>D(B(i))，则D(B(i))＝F，P(n*N+B(i))＝R4(n)/L，0≤n<K，设置C＝0；
步骤67，结束分析处理，如果对于0≤n<N都有D(n)>0，或者R2(i,j)处理的块数远大于T×N，就可以结束处理，最后得到的P(n)，n＝0，1，2，…，K*N-1就是被测试信道的传输特性频率幅度响应特性。
5.一种测量通信物理层信道频率幅度响应的系统,其特征在于,包括测试信号基带产生模块、数模转换模块、滤波上变频和放大模块、被测试信道、放大下变频和滤波模块、模数转换模块和接收信号基带处理模块；
所述测试信号基带产生模块、所述数模转换模块和所述滤波上变频和放大模块用以完成测试信号的生成，并输入到所述被测试信道；
所述放大下变频和滤波模块、所述模数转换模块和所述接收信号基带处理模块用以接收被测试信道输出的测试信号，并完成对输出测试信号的分析计算；
其中，所述测试信号基带产生模块，具体用于：
确定测试信号的循环周期N，FFT的点数即Nfft,数字基带测试信号的平均幅度Am和随机数字序列S0；
N＝ceil((F2-F1)/Wi/K)；其中ceil为向上取整函数,F1、F2为被测试信道的传输特性需要测量的频率范围，且F2＞F1；Wi为被测试信道的传输特性需要达到的分辨率；K为测试信号包含的单频信号的数量，且1≤K≤(F2-F1)/Wi；
Nfft为满足Nfft>2*K*N的整数；
S0＝(s0,s1,…,sNfft-1),S0为取值为1或-1且长度为Nfft的随机数字序列；
Am根据步骤2中数模转换的位宽确定，即步骤2中将数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号时，根据数模转换的位宽，会确定一个平均幅度Am；
确定频域基带测试信号S1，频域基带测试信号具体表示为S1(i,j),其中i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次频域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示频域基带测试信号的第j个频率位置,当K*N≤j<Nfft时，S1(i,j)＝0，当0≤j<K*N时，如果jmodN＝imodN，则S1(i,j)＝sj，其中sj为步骤11中数字随机序列S0中位置为j时的取值,否则S1(i,j)＝0；
根据频域基带测试信号S1产生时域基带测试信号S2，时域基带测试信号S2具体表示为S2(t,i,j)，其中t＝0,1,2,…,T-1，表示时域信号的第t次重复，i＝0，1，2，……，表示时域上的第i次时域基带测试信号，j＝0，1，2，…，Nfft-1，表示时域基带测试信号的第j个时域位置；S2(t,i,:)＝(Am*Nfft*K-0.5)*IFFT(S1(i,:))，即时域基带测试信号由频域基带测试信号通过IFFT变换得到并重复T次，其中S1(i,:)为S1(i,0)，S1(i,1)，S1(i,2)，…，S1(i,Nfft-1)的简化表示，S2(t,i,:)为S2(t,i,0)，S2(t,i,1)，S2(t,i,2)，…，S2(t,i,Nfft-1)的简化表示，S1(i,:)表示第i次产生的频域基带测试信号，其中S2(t,i,:)表示时域上第i次产生的时域基带测试信号的第t次重复。
6.根据权利要求5所述的一种测量通信物理层信道频率幅度响应的系统,其特征在于,所述测试信号基带产生模块用以产生数字基带测试信号。
7.根据权利要求5所述的一种测量通信物理层信道频率幅度响应的系统,其特征在于,所述数模转换模块用以将所述测试信号基带产生模块产生的数字基带测试信号转换为模拟基带测试信号，所述滤波上变频和放大模块用以将所述数模转换模块转换成的模拟基带测试信号进行滤波、上变频和放大，并输入到所述被测试信道。
8.根据权利要求5所述的一种测量通信物理层信道频率幅度响应的系统,其特征在于,所述放大下变频和滤波模块用以对所述被测试信道接收到的模拟接收信号进行放大、下变频和滤波，所述模数转换模块用以将经过所述放大下变频和滤波模块放大、下变频和滤波后的模拟接收信号进行采样并转化为数字基带接收信号。
9.根据权利要求5所述的一种测量通信物理层信道频率幅度响应的系统,其特征在于,所述接收信号基带处理模块用以对经过所述模数转换模块转换后的数字基带接收信号进行分析计算。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410614638.4A CN104394028B (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410614638.4A CN104394028B (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104394028A CN104394028A (zh) | 2015-03-04 |
| CN104394028B true CN104394028B (zh) | 2018-03-09 |
Family
ID=52611864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410614638.4A Active CN104394028B (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104394028B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107819533B (zh) * | 2017-11-16 | 2021-01-29 | 中国人民解放军63892部队 | 一种无限时长波形可任意变化的信号创建方法及系统 |
| CN108111191B (zh) * | 2017-12-15 | 2020-03-10 | 广州山锋测控技术有限公司 | 生成仿真激励源信号的方法及设备 |
| CN109726607B (zh) * | 2018-12-29 | 2022-05-10 | 武汉万集信息技术有限公司 | 通信信道的切换方法及装置、存储介质、电子装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101146314A (zh) * | 2007-10-22 | 2008-03-19 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种时分双工通信系统的驻波比检测装置及方法 |
| CN101394200A (zh) * | 2008-11-11 | 2009-03-25 | 国网电力科学研究院 | 一种零变频和自适应频率选择的电力线载波数据传输方法 |
| CN103763264A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-30 | 宁波大学 | 数字广播单频网抗噪声无线信号传输方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060240784A1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-10-26 | Qualcomm Incorporated | Antenna array calibration for wireless communication systems |
-
2014
- 2014-11-04 CN CN201410614638.4A patent/CN104394028B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101146314A (zh) * | 2007-10-22 | 2008-03-19 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种时分双工通信系统的驻波比检测装置及方法 |
| CN101394200A (zh) * | 2008-11-11 | 2009-03-25 | 国网电力科学研究院 | 一种零变频和自适应频率选择的电力线载波数据传输方法 |
| CN103763264A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-30 | 宁波大学 | 数字广播单频网抗噪声无线信号传输方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104394028A (zh) | 2015-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104394028B (zh) | 一种测量通信物理层信道频率幅度响应的方法和系统 | |
| CN102148033B (zh) | 一种语言传输系统清晰度测试方法 | |
| CN104918275A (zh) | 一种rru自适应功率调整方法和装置 | |
| RU2012120082A (ru) | Устройство и способ для передачи данных в низкочастотной полосе в системе связи при помощи человеческого тела и система связи при помощи человеческого тела | |
| CN107359935A (zh) | 一种基于脉冲计数的非视距紫外散射通信系统及其方法 | |
| CN106027439A (zh) | 对来自发送信道的模拟信号，特别是通过电力线通信来运载的信号，进行处理的方法 | |
| Piccinni et al. | An improved technique based on Zadoff-Chu sequences for distance measurements | |
| Ali et al. | Improvements on transient signal detection for RF fingerprinting | |
| CN101813673A (zh) | 检测微量二元混合气体浓度的声学信号处理装置及方法 | |
| CN108880622B (zh) | 一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法及系统 | |
| CN103297376B (zh) | 一种ofdm系统的符号同步方法 | |
| CN116055271A (zh) | 一种特定波形结构下双滑动窗口的突发信号检测方法 | |
| CN102571237B (zh) | 一种基于周期图的无线信号检测方法 | |
| CN101156376A (zh) | 一种通信线路传输损耗测试方法和设备 | |
| CN113660009B (zh) | 配用电通信的测试系统及测试方法 | |
| CN105024966B (zh) | Ofdm系统的符号定时同步方法 | |
| CN106506904B (zh) | 一种信号传输方法及设备 | |
| CN112118027A (zh) | 一种plc信道脉冲噪声检测方法及系统 | |
| CN103957179B (zh) | Dpd实现方法和系统 | |
| CN111092667B (zh) | 一种对讲终端音频建立时间的测试方法及测试系统 | |
| CN107147440B (zh) | 一种测量wdm光纤通信系统信道间非线性效应的装置和方法 | |
| De Vito et al. | A compressive sampling-based channel estimation method for network visibility instrumentation | |
| CN111092668B (zh) | 一种对讲终端环境噪音抑制特性的测试方法及系统 | |
| CN111049596B (zh) | 一种对讲终端音频激活声压的测试方法及测试系统 | |
| CN107870034A (zh) | 一种基于相位差的水声声速测量方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20171010 Address after: 430000 2F-8 room, Optics Valley wisdom Park, No. 7, No. 1 financial port, East Lake New Technology Development Zone, Wuhan, Hubei Applicant after: WUHAN SHENGLIAN ZHIRONG MICROELECTRONICS TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: Qinhuai City Water District of Nanjing City, Jiangsu province 210004 No. 66 national leading talent Park 3-303 Applicant before: NANJING XINDU ELECTRONIC SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231127 Address after: 903-261, 9th Floor, Building 17, No. 30 Shixing Street, Shijingshan District, Beijing, 100043 Patentee after: Beijing Xunlian Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: Room 2F-8, Building 1, Optics Valley Smart Park, No. 7 Financial Port 1st Road, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province, 430000 Patentee before: WUHAN SHENGLIAN ZHIRONG MICROELECTRONICS TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |